KR100494898B1 - 로드 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

Abstract

로드 시뮬레이션 시스템이 개시된다. 개시된 로드 시뮬레이션 시스템은, 일정한 거리를 두고 회전 가능하게 설치된 롤러장치와; 상기 롤러장치에 무한궤도로 회전 가능하게 설치된 벨트와, 그 상부에 차량이 설치되도록 상기 벨트에 연속하여 다수개가 연결 설치된 블록과, 상기 블록에 승강 가능하게 설치되어 상기 블록의 상부로 돌출하는 피스톤과, 상기 피스톤의 저부 각각에 설치되어 상기 피스톤의 승강 높이를 조절하는 조절볼트를 구비하여 상기 피스톤의 승강 높이 조절로 벨지안로의 파형을 재현하는 블록 벨트 장치와; 상기 블록 벨트 장치의 일측에 설치되어 상기 피스톤의 변위를 제어하여 상기 블록 벨트 장치의 상기 1-열 블록의 벨지안로 프로파일을 형성하도록 회전수 및 각도가 제어되는 모터가 구비된 변위 세팅 액추에이터와; 상기 변위 세팅 액추에이터와 연결되어 벨지안로의 X-Z방향 프로파일을 상기 변위 세팅 액추에이터로 전송하고 작동시키는 제어기와; 상기 블록 벨트 장치의 다른 일측에 설치되어 상기 Z열 블록이 상기 차량의 프론트와 리어를 통과하여 상기 변위 세팅 액추에이터로 이동 하기전 모든 상기 피스톤의 변위를 초기화하며, 회전수 및 각도가 제어되는 모터가 구비된 변위 초기 세팅 액추에이터;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 실제 차량의 데이터를 별도로 취득할 필요가 없고, 차종별 비교평가가 정량적으로 가능하며, 개발기간이 단축되고, 차량 제원 및 사양에 변경이 있더라도 절대 정량적 비교 평가가 가능하며, 시험 결과에 대한 신뢰도가 크게 향상되는 이점이 있다.

Description

로드 시뮬레이션 시스템{ROAD SIMULATION SYSTEM}

본 발명은 로드 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신차 개발시험 평가기간을 단축하고, 벨지안로 내구 재현성을 향상시키기 위한 로드 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.

종래의 로드 시뮬레이션 장치는 16채널(channel) 로드 시뮬레이터(road simulator)와 드럼형(drum type) 내구 시험기가 있다.

우선, 대상시험을 실시하기 전, 실차 조건으로 벨지안로를 주행하여 상기한 16채널 로드 시뮬레이터에서 재현한다. 그리고 유압 액추에이터(actuator)를 사용하여 실 벨지안로에서 얻은 프로파일(profile)을 재현해야 한다. 이때, 상기한 16채널 로드 시뮬레이터 대상에서 재현하기 위한 타깃 신호(target signal)를 측정하는데, 이를 위하여 시험전 차량 각 부위에 스트레인 게이지(strain gage) 및 기타 센서를 장착한다.

상기한 바와 같이 상기한 16채널 로드 시뮬레이터는, 대상시험을 하기 전에 반드시 실차 조건으로 벨지안로를 주행해야 하며, 측정된 값들은 한 차종에 국한되어 사용하므로, 신규 차종 개발시 상기 공정을 매회 반복해야 한다.

그런데 차량의 무게 및 제원에 따라 측정되는 신호에 차이가 발생하므로, 다른 차종에서 측정한 데이터는 필요 없게 된다.

그리고 상기 드럼형 내구 시험기는, 벨지안로의 형상을 딴 원통형 드럼에 차량의 프론트(front)나 리어(rear)측만을 세팅(setting)하여 시험을 실시한다.

그런데, 이 드럼형 내구 시험기는 드럼의 형상이 고정되어 있으므로 실 벨지안로 요철 프로파일과 상관성(correlation)이 부정확하다.

그리고 드럼 한바퀴에 해당하는 요철 프로파일을 반복 재생하는 기능 재현성이 많이 떨어지고, 차량의 프론트 또는 리어측 부분만 평가 가능하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 별도의 실차 데이터를 취득할 필요가 없이 모든 차종에 적용 할 수 있고, 개발기간이 단축되며, 또한 차량 제원 및 사양변경이 있더라도 절대 정량적 비교 평가가 가능하며, 차종별 비교평가가 정량적으로 가능하며, 시험 결과에 대한 신뢰도가 크게 향상되도록 한 로드 시뮬레이션 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로드 시뮬레이션 시스템은, 일정한 거리를 두고 회전 가능하게 설치된 롤러장치와; 상기 롤러장치에 무한궤도로 회전 가능하게 설치된 벨트와, 그 상부에 차량이 설치되도록 상기 벨트에 연속하여 다수개가 연결 설치된 블록과, 상기 블록에 승강 가능하게 설치되어 상기 블록의 상부로 돌출하는 피스톤과, 상기 피스톤의 저부 각각에 설치되어 상기 피스톤의 승강 높이를 조절하는 조절볼트를 구비하여 상기 피스톤의 승강 높이 조절로 벨지안로의 파형을 재현하는 블록 벨트 장치와; 상기 블록 벨트 장치의 일측에 설치되어 상기 피스톤의 변위를 제어하여 상기 블록 벨트 장치의 상기 1-열 블록의 벨지안로 프로파일을 형성하도록 회전수 및 각도가 제어되는 모터가 구비된 변위 세팅 액추에이터와; 상기 변위 세팅 액추에이터와 연결되어 벨지안로의 X-Z방향 프로파일을 상기 변위 세팅 액추에이터로 전송하고 작동시키는 제어기와; 상기 블록 벨트 장치의 다른 일측에 설치되어 상기 Z열 블록이 상기 차량의 프론트와 리어를 통과하여 상기 변위 세팅 액추에이터로 이동 하기전 모든 상기 피스톤의 변위를 초기화하며, 회전수 및 각도가 제어되는 모터가 구비된 변위 초기 세팅 액추에이터;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 로드 시뮬레이션 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있고, 도 2a에는 블록벨트의 상세 정면도가 도시되어 있으며, 도 2b에는 도 2a의 평면도가 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 로드 시뮬레이션 시스템은, 새로운 차량 개발시 시험기간을 단축하고, 벨지안로 재현성을 향상시키기 위한 것으로, 롤러장치(21), 블록 벨트 장치(30), 변위 세팅 액추에이터(40), 제어기(60) 및 변위 초기 세팅 액추에이터(50)를 포함하여 구성된다.

이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 블록 벨트 장치(30)는, 일정한 거리를 두고 회전 가능하게 설치된 롤러장치(21)에 무한궤도로 회전 가능하게 설치된 벨트(31)와, 그 상부에 차량이 설치되도록 벨트(31)에 연속하여 다수개가 연결 설치된 블록(block)(32)과, 이 블록(32)의 내부에 형성된 관통공(32a)에 승강 가능하게 설치되어 블록(32)의 상부로 돌출하는 예컨대, 사각형의 피스톤(piston)(33)과, 이 피스톤(33)의 저부 각각에 설치되어 피스톤(33)의 승강 높이를 조절하는 조절볼트(34)를 구비하여 상기 피스톤(33)의 승강 높이 조절로 벨지안로의 파형을 재현한다.

또한 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 블록 벨트 장치(30)의 블록(32) 각각에는 다수개의 피스톤(33)이 일정하게 설치되고, 상기 벨트(31)와 블록(32)은 핀(pin)(36)에 의해 연결 설치된다. 그리고 상기 조절볼트(34)에는 이 조절볼트(34)를 블록(32) 내에 지지하기 위한 플랜지(flange)(35)가 설치된다.

상기 변위 세팅 액추에이터(40)는, 상기와 같이 구성된 블록 벨트 장치(30)의 일측에 설치되어 이 블록 벨트 장치(30)의 피스톤(33)의 변위를 제어하여 블록 벨트 장치(30)의 1-열 블록의 벨지안로 프로파일(profile)을 형성하도록 회전수 및 각도가 제어되는 모터(motor)가 구비된다.

특히, 상기 변위 세팅 액추에이터(40)에 있어서, 실제 도로에서 측정한 X-m 위치에서의 Z방향 프로파일을 상기 제어기(60)로부터 전송 받아 변위 세팅 액추에이터(40)의 모터를 작동시키게 되면 상기 조절볼트(34)가 회전하면서 피스톤(33)의 위치가 조정된다. 이때, 변위 제어는 조절볼트(34)의 피치를 연산하여 이동하는 거리로 변환이 가능하므로 모터의 회전수와 각도를 제어하게되면 피스톤(33)의 변위를 제어할 수 있게 된다. 즉, 상기 조절볼트(34)의 피치를 제어기(60)의 메모리에 저장하여 모터의 회전수와 각도를 제어한다.

그리고 상기 제어기(60)는 변위 세팅 액추에이터(40)와 연결되어 벨지안로의 X-Z방향 프로파일을 변위 세팅 액추에이터(40)로 전송하고 작동시킨다.

상기에서 Z방향은 도로의 폭 방향이고, X방향은 도로의 길이 방향이다. 따라서 상기 제어기(60)의 제어에 따라 차량의 진행 거리에 따라 Z방향 프로파일을 순차적으로 형성시킨다.

또한 상기 변위 초기 세팅 액추에이터(50)는, 블록 벨트 장치(30)의 다른 일측에 설치되어 Z열 블록(32)이 차량의 프론트(front)와 리어(rear)를 통과하여 상기 변위 세팅 액추에이터(40)로 이동 하기전 모든 피스톤(33)의 변위를 초기화하여 다음 변위 세팅 액추에이터(40)의 작업이 단순하고 빠르게 진행 할 수 있도록 회전수 및 각도가 제어되는 모터가 구비된다.상기한 설명에서, 1-열 블록은 도 2b에 도시된 바와 같이, 폭방향의 각각의 블록열 1열 1열씩을 의미하는 것이고, Z열 블록(32)은 도 2b에서 블록 벨트 장치(30)의 폭방향으로 나열된 블록을 의미한다.즉, X열 블록은 블록라인이 흘러가는 길이방향 블록을 말하고, Z열 블록(32)은 폭방향으로 나열된 블록으로 각각의 1-열 블록들이 모여서 길이방향으로 흘러가며, Z열 즉 폭방향으로 각각의 블록들이 울퉁불퉁 나오고 들어가는 형식으로 제어기(60)가 블록들을 제어한다.상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 로드 시뮬레이션 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

삭제

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 로드 시뮬레이션 시스템은, 우선, 실 벨지안로 프로파일을 취득한다. 이렇게 취득한 데이터를 상기 제어기(60)로 전송하고, 이 제어기(60)에서는 상기 변위 세팅 액추에이터(40)로 실 벨지안로 프로파일을 전송한다.

그러면, 상기 변위 세팅 액추에이터(40)는 상기한 바와 같이, 피스톤(33)의 위치를 조정한 후, 블록 벨트 장치(30)가 차량의 프론트와 리어를 즉, 전륜과 후륜을 통과한다.

그리고 상기 변위 초기 세팅 액추에이터(50)는 피스톤(33)의 위치를 0으로 세팅한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 로드 시뮬레이션 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.

실제 차량의 데이터를 별도로 취득할 필요가 없다. 따라서 종래와 같이 신차 개발초기 마다 측정해오던 벨지안로 실측값을 측정할 필요 없이 실 벨지안로의 프로파일 하나만 있으면 모든 차종에 적용 할 수 있다.

그리고 차종별 비교평가가 정량적으로 가능하다. 실 벨지안로에서는 운전자가 운전하게 되므로 100% 같은 조건에서 시험을 실시할 수 없기 때문에 절대비교가 불가능하다.

상기와 같이 별도의 실차 데이터를 취득 할 필요가 없게되므로 개발기간이 단축되며, 또한 차량 제원 및 사양에 변경이 있더라도 절대 정량적 비교 평가가 가능하다.

종래의 장비를 사용하는 경우, 실차 데이터 취득하고 대상 시험기에서 재현하는 과정에 손실이 발생하나, 본 발명의 시스템은 데이터 전환(data conversion) 및 시뮬레이션 제어를 할 필요가 없게 되므로 시험 결과에 대한 신뢰도가 크게 향상된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 로드 시뮬레이션 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2a는 도 1의 블록 벨트 장치의 구성을 보다 상세하게 나타내 보인 도면.

도 2b는 도 2a의 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21. 롤러장치

30. 블록 벨트 장치

40. 변위 세팅 액추에이터

50. 변위 초기 세팅 액추에이터

60. 제어기

Claims (4)

1. 일정한 거리를 두고 회전 가능하게 설치된 롤러장치와;

   상기 롤러장치에 무한궤도로 회전 가능하게 설치된 벨트와, 그 상부에 차량이 설치되도록 상기 벨트에 연속하여 다수개가 연결 설치된 블록과, 상기 블록에 승강 가능하게 설치되어 상기 블록의 상부로 돌출하는 피스톤과, 상기 피스톤의 저부 각각에 설치되어 상기 피스톤의 승강 높이를 조절하는 조절볼트를 구비하여 상기 피스톤의 승강 높이 조절로 벨지안로의 파형을 재현하는 블록 벨트 장치와;

   상기 블록 벨트 장치의 일측에 설치되어 상기 피스톤의 변위를 제어하여 상기 블록 벨트 장치의 상기 1-열 블록의 벨지안로 프로파일을 형성하도록 회전수 및 각도가 제어되는 모터가 구비된 변위 세팅 액추에이터와;

   상기 변위 세팅 액추에이터와 연결되어 벨지안로의 X-Z방향 프로파일을 상기 변위 세팅 액추에이터로 전송하고 작동시키는 제어기와;

   상기 블록 벨트 장치의 다른 일측에 설치되어 상기 Z열 블록이 상기 차량의 프론트와 리어를 통과하여 상기 변위 세팅 액추에이터로 이동 하기전 모든 상기 피스톤의 변위를 초기화하며, 회전수 및 각도가 제어되는 모터가 구비된 변위 초기 세팅 액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드 시뮬레이션 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 블록의 각각에는 다수개의 피스톤이 일정하게 설치된 것을 특징으로 하는 로드 시뮬레이션 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 벨트와 상기 블록은 핀에 의해 연결 설치된 것을 특징으로 하는 로드 시뮬레이션 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 조절볼트에는 상기 조절볼트를 상기 블록 내에 지지하기 위한 플랜지가 설치된 것을 특징으로 하는 로드 시뮬레이션 시스템.